統合的ストレス応答が敗血症関連脳障害に果たす役割の解明

• 研究課題/領域番号: 21K08917
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分55050:麻酔科学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 森本 裕二 北海道大学, 医学研究院, 教授 (00250457)
• 研究分担者: 内田 洋介 北海道大学, 大学病院, 准教授 (00507585) ; 干野 晃嗣 北海道大学, 大学病院, 講師 (40802434)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 統合的ストレス応答 / 敗血症関連脳障害 / 敗血症 / 認知機能低下

研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、統合的ストレス応答が敗血症モデルマウスの認知機能低下にどのような役割を果たしているか、また治療ターゲットになり得るかを検討することである。以下の手順で研究を行う。
①敗血症モデルマウスを用いたISR発現状況の時間経過における検討
②敗血症後の認知機能低下とISR阻害剤投与効果の行動学的検討
③敗血症後の海馬シナプス応答とISR阻害剤投与効果の電気生理学的検討
④敗血症後の海馬神経炎症とISR阻害剤投与効果の検討

研究実績の概要

我々の目的は、敗血症モデルマウスを用いて敗血症性脳症(SAE)における統合的ストレス応答(ISR)の関与、ISRを制御する薬剤であるISRIBの効果について検討することである。
初年度は、本研究に適した動物モデルの作成を試みた。2年度目は、行動学実験から一度離れ、敗血症罹患後の海馬におけるISR活性化を調べることとした。方法としては、盲腸結紮穿刺（CLP）モデルを使用し、ISR活性化で発現量が増加すると報告されているタンパクである、P-eIF2α、ATF4、CHOPの発現量をWestern blot法を用いて測定した。
Western blot法によりP-eIF2α、eIF2αの発現を検出し、P-eIF2α/eIF2αを測定した。
当初は先行研究でも使用していた蛍光Western blot法を用いて検出を試みたが、条件等の調節を行なっても検出力が足りず、P-eIF2αの検出が困難であった。化学発光Western blot法に変更したところ、感度が上がり、P-eIF2α、eIF2αを検出することができた。盲腸結紮穿刺（CLP）後24時間で、eIF2αは上昇が認められたが、P-eIF2αに上昇がなく、予想した結果と異なるものであった。ただし、eIF2αのバンドには下向きのスメアが発生しており、タンパクが分解した可能性が否定できないと考えた。海馬サンプルの蛋白溶解方法や、破砕方法、Western blot法の電気泳動、転写等の条件変更等を行なったが結果は同様であった。
そこで、ISR活性化で上昇が予想されるATF4、CHOPなど別のタンパクの検出を試みた。いずれもCLP後24時間での上昇を認めなかった。CLP後遠隔期でのISR活性化の可能性も考えて、CLP後１週間でも同様のタンパクP-eIF2α、eIF2α、ATF4、CHOPを検出したが、CLP群での上昇を認めなかった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

P-eIF2α、eIF2α、ATF4、CHOPなどのタンパクの検出に適したWestern blot法の条件を探すのに時間を要した。検出方法については確立したが、予想した結果とは異なる実験結果となっており、検証が必要である。

今後の研究の推進方策

CLPモデルで既存の報告の結果と異なる結果となっており、LPS投与モデルでの確認も進める予定である。